[发明专利]超导量子芯片读出腔的自动化设计方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种超导量子芯片读出腔的自动化设计方法，其特征在于，所述方法包括：

根据预设的读出腔的初始设计频率确定CPW谐振器的长度；

配置版图模板和仿真模板，其中，版图模板用于配置CPW谐振器的几何图形坐标和尺寸参数，仿真模板用于配置读出腔的建模参数及仿真参数；

基于所述版图模板和所述仿真模板构建带有叉指电容结构的读出腔的仿真模型；

对所述仿真模型按照预设的梯度分析策略以相应的扫谱频率进行扫谱分析，并确定所述仿真模型的仿真频率；

响应于所述仿真频率与所述初始设计频率的差值大于预设的迭代阈值，以预设的频率偏移量调整所述初始设计频率，并更新所述版图模板和所述仿真模板；

基于更新后的版图模板和仿真模板进行迭代分析，响应于获得的仿真频率与所述初始设计频率的差值小于等于预设的迭代阈值，输出当前的版图模板。

2.如权利要求1所述的超导量子芯片读出腔的自动化设计方法，其特征在于，所述版图模板还配置用于设置初始设计频率及频率偏移量，并根据所述初始设计频率确定CPW谐振器的长度，并自动更新所述CPW谐振器的长度到所述尺寸参数中。

3.如权利要求2所述的超导量子芯片读出腔的自动化设计方法，其特征在于，所述版图模板的尺寸参数还包括：

所述CPW谐振器的中心导体宽度、接地宽度、矩形部分的长度、环形部分的半径以及所述读出腔用于与量子比特耦合的叉指电容的叉指指长。

4.如权利要求3所述的超导量子芯片读出腔的自动化设计方法，其特征在于，所述CPW谐振器的几何图形坐标包括：

所述CPW谐振器的矩形部分的左下角坐标以及所述CPW谐振器的环形部分的中心坐标。

5.如权利要求1所述的超导量子芯片读出腔的自动化设计方法，其特征在于，所述仿真模板的建模参数包括：所述CPW谐振器的衬底类型、衬底厚度、金属层厚度、空气层厚度以及所述读出腔与传输线的耦合形式。

6.如权利要求1所述的超导量子芯片读出腔的自动化设计方法，其特征在于，基于所述版图模板和所述仿真模板构建带有叉指电容结构的读出腔的仿真模型，包括：

根据所述版图模板的建模参数获得所述CPW谐振器的自电容；

根据所述CPW谐振器的自电容与预先获得的量子比特的自电容确定所述CPW谐振器与对应的所述量子比特的耦合强度；

根据所述耦合强度与所述CPW谐振器的尺寸参数获得所述CPW谐振器与所述量子比特之间的叉指耦合电容；

基于所述叉指耦合电容遍历预先获得的叉指耦合电容仿真模板，获得对应所述叉指耦合电容的叉指指长；

更新所述版图模板；

提取所述版图模板中的CPW谐振器的矩形部分的左下角坐标、矩形部分的长度以及环形部分的半径和中心坐标；

将所述版图模板中的参数坐标及相关参数整体迁移到仿真软件中，并更新所述仿真模板中的CPW谐振器的矩形部分的左下角坐标、矩形部分的长度以及环形部分的半径和中心坐标；

基于更新后的所述仿真模板构建带有叉指电容结构的读出腔的仿真模型。

7.如权利要求1所述的超导量子芯片读出腔的自动化设计方法，其特征在于，对所述仿真模型按照预设的梯度分析策略以相应的扫谱频率进行扫谱分析，包括：

基于所述仿真模型以预设的初始扫谱频率及初始梯度进行扫谱分析，确定所述读出腔的频率范围；

在前一次确定的读出腔的频率范围内，对所述仿真模型以更小的梯度进行扫谱分析；

对所述仿真模型以至少两次缩小梯度后的扫谱分析结果确定所述读出腔的仿真频率。

8.如权利要求1-7任意一项所述的超导量子芯片读出腔的自动化设计方法，其特征在于，所述读出腔由蜿蜒排布的CPW谐振器形成，所述蜿蜒排布的CPW谐振器包括矩形部分以及圆环部分，响应于所述读出腔的设计频率更新，更新所述矩形部分的长度；

其中，所述蜿蜒排布的CPW谐振器的总长度为根据所述读出腔的设计频率确定的CPW谐振器的长度。